Studie na téma Snížení energetické náročnosti školní budovy

Podobné dokumenty
10. Energeticky úsporné stavby

PROGRESIVNÍ TECHNOLOGIE PRO IZOLAČNÍ SYSTÉMY

Obr. 3: Pohled na rodinný dům

KAPITOLA 13: TEPELNÉ IZOLACE Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích. Institute of Technology And Business In České Budějovice

[PENB] PRŮKAZ ENERGETICKÉ NÁROČNOSTI BUDOVY. (dle vyhl. č. 78/2013 Sb. o energetické náročnosti budovy)

SCHEMA OBJEKTU POPIS OBJEKTU. Obr. 3: Pohled na rodinný dům

SCHEMA OBJEKTU. Obr. 3: Pohled na rodinný dům

Energeticky pasivní dům v Opatovicích u Hranic na Moravě. pasivní dům v Hradci Králové

SNÍŽENÍ ENERGETICKÉ NÁROČNOSTI BUDOVY RESTAURACE S UBYTOVÁNÍM PROJEKTOVÁ DOKUMENTACE PRO PROVÁDĚNÍ STAVBY

Zvyšování kvality výuky technických oborů

[PENB] PRŮKAZ ENERGETICKÉ NÁROČNOSTI BUDOVY. (dle vyhl. č. 78/2013 Sb. o energetické náročnosti budovy)

Snížení energetické náročnosti ZŠ Dolní Újezd (okr. Svitavy)

Požadavky tepelných čerpadel

SCHEMA OBJEKTU. Obr. 3: Řez rodinným domem POPIS OBJEKTU

Obr. 3: Pohled na rodinný dům

Zvyšování kvality výuky technických oborů

CIHLOVÝ PASIVNÍ DŮM PRO BUDOUCNOST HELUZ

Obr. 3: Řez rodinným domem

Technologie staveb Tomáš Coufal, 3.S

Icynene chytrá tepelná izolace

Pokrytí potřeby tepla na vytápění a ohřev TV (90-95% energie užité v domě)

Projektová dokumentace adaptace domu

PROJEKT ŘEMESLO - TRADICE A BUDOUCNOST Číslo projektu: CZ.1.07/1.1.38/ PŘEDMĚT MATERIÁLY

(dle vyhl. č. 78/2013 Sb. o energetické náročnosti budovy)

Nová zelená úsporám 2013

Icynene. chytrá tepelná izolace. Šetří Vaše peníze, chrání Vaše zdraví

Průkaz energetické náročnosti budovy. Bytový dům Jana Morávka

AKADEMIE ZATEPLOVÁNÍ. Není izolace jako izolace, rozdělení minerálních izolací dle účelu použití. Marcela Jonášová Asociace výrobců minerální izolace

TECHNICKÉ PARAMETRY ZDĚNÉHO DOMU

Krycí list technických parametrů k žádosti o podporu z oblasti podpory B - Výstavba rodinných domů s velmi nízkou energetickou náročností

Doporučené standardy nízko energetických budov a budov s téměř nulovou potřebou energie

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Výpočet potřeby tepla na vytápění

Katedra materiálového inženýrství a chemie IZOLAČNÍ MATERIÁLY, 123IZMA

Obsah: ÚVOD:... 4 TEPELNÉ ČERPADLO... 5 PRINCIP TEPELNÉHO ČERPADLA VZDUCH- VODA DŮVODŮ, PROČ TOPIT TEPELNÝM ČERPADLEM... 7

Chytré bydlení TRIGEMA 11/2016 autor: Jan Vostoupal

Budovy a energie Obnovitelné zdroje energie

TECHNICKÁ ZPRÁVA. Technické údaje obsahující základní parametry a normové hodnoty

Energetická studie varianty zateplení bytového domu

Nízkoenergetické domy versus energetické úspory (pomocný doprovodný materiál k zamyšlení) k předmětu CZ51 Environmentalistika a stavitelství

Tepelnětechnický výpočet kondenzace vodní páry v konstrukci

1. Úvod 2. Teorie tepelného čerpadla

VÝPOČET TEPELNÝCH ZTRÁT

Seznam výrobků a materiálů společnosti DEK a.s. registrovaných v programu Nová zelená úsporám verze z

průkaz energetické náročnosti budovy

Doporučené standardy nízko energetických budov a budov s téměř nulovou potřebou energie

Termografická diagnostika pláště objektu

[PENB] PRŮKAZ ENERGETICKÉ NÁROČNOSTI BUDOVY. (dle vyhl. č. 78/2013 Sb. o energetické náročnosti budovy)

Seznam výrobků a materiálů společnosti DEK a.s. registrovaných v programu Nová zelená úsporám verze z

Mistral ENERGY, spol. s r.o. NÁZEV STAVBY: Instalace krbového tělesa MÍSTO STAVBY: VYPRACOVAL:. TOMÁŠ MATĚJEK V BRNĚ, LISTOPAD 2011

Dřevostavby komplexně Aktuální trendy v návrhu skladeb dřevostaveb

VÝSTUP Z ENERGETICKÉHO AUDITU

Energetické systémy pro nízkoenergetické stavby

VÝPOČET TEPELNÝCH ZTRÁT

(dle vyhl. č. 78/2013 Sb. o energetické náročnosti budovy)

POŽÁRNĚ BEZPEČNOSTNÍ ŘEŠENÍ STAVBY

PRŮKAZ ENERGETICKÉ NÁROČNOSTI BUDOVY. DLE VYHL.Č. 78/2013 Sb. RODINNÝ DŮM. čp. 24 na stavební parcele st.č. 96, k.ú. Kostelík, obec Slabce,

SAMOSTATNĚ STOJÍCÍ RODINNÉ DOMY

SUPŠ sklářská Valašské Meziříčí přístavby odborných učeben a stavební úpravy č.p.603

PROJEKT PRO STAVEBNÍ POVOLENÍ AREÁL BYDLENÍ CHMELNICE, BRNO - LÍŠEŇ zpracovaný podle vyhlášky 148/2007 Sb.

Dřevostavby komplexně Energetická náročnost budov a nové energetické standardy

TECHNICKÁ ZPRÁVA. 1. Účel objektu. 2. Charakteristika stavby. Obecní úřad a základní škola praktická

Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích. Institute of Technology And Business In České Budějovice

Technická zpráva stavební část

PRŮKAZ ENERGETICKÉ NÁROČNOSTI BUDOVY

Průkaz energetické náročnosti budovy

Technická zpráva. Zateplení základní školy. Autor projektu : Ing. Jaroslav Kaňka Datum: 6/2014 Stupeň: SP

DEK TAHÁK ZELENÁ ÚSPORÁM. SEZNAM VÝROBKŮ A MATERIÁLŮ SPOLEČNOSTI DEK a.s. REGISTROVANÝCH V PROGRAMU.

Termodynamické panely = úspora energie

w w w. ch y t r a p e n a. c z

Téma sady: Všeobecně o vytápění. Název prezentace: soustavy vytápění 4

Ověřovací nástroj PENB MANUÁL

TEPELNĚ TECHNICKÉ POSOUZENÍ KONSTRUKCE - Dle českých technických norem

Ukázka zateplení rodinného domu Program přednášky:

Vliv podmínek programu Nová zelená úsporám na navrhování nových budov a stavební úpravy stávajících budov Konference ČKAIT 14.

KATALOG OPATŘENÍ a KATALOG DOBRÉ RRAXE

Nejčastěji realizujeme stavby, které se nazývají difúzně uzavřené.

Tepelná technika 1D verze TEPELNĚ TECHNICKÉ POSOUZENÍ KONSTRUKCE - Dle českých technických norem

D.1.1 Stavebně-architektonická část

PTV. Progresivní technologie budov. Seminář č. 3 a 4. Vysoká škola technická a ekonomická V Českých Budějovicích

Technické systémy pro pasivní domy. Tomáš Matuška Energetické systémy budov, UCEEB Ústav techniky prostředí, Fakulta strojní ČVUT v Praze

Příloha č. 5 k vyhlášce č. xxx/2006 Sb Vzor protokolu pro průkaz energetické náročnosti budovy. 1. Identifikační údaje

NÍZKOENERGETICKÉ BYDLENÍ Snížení energetické náročnosti. Komfortní bydlení - nový standard

Kvalitativní požadavky objednatele

Termografická diagnostika pláště objektu

Krycí list technických parametrů k žádosti o podporu: B - Výstavba rodinných domů s velmi nízkou energetickou náročností

F- 4 TEPELNÁ TECHNIKA

TECHNICKÁ ZPRÁVA. : Zateplení objektu MŠ 28. října, Uherské Hradiště SO 02 Spojovací krček

Úspory energie v pasivním domě. Hana Urbášková

TEPELNÁ ČERPADLA VZUCH - VODA

ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov. Vytápění místností. Princip

Klasický vs. nízkoenergetický dům

D.1.3. Technická zpráva požárně bezpečnostního řešení

EU peníze středním školám digitální učební materiál

Obnovitelné zdroje energie Budovy a energie

NOVÁ ZELENÁ ÚSPORÁM (NZU) REALIZACE NA DOTACI Bc. Aleš Makový

Tepelná technika 1D verze TEPELNĚ TECHNICKÉ POSOUZENÍ KONSTRUKCE - Dle českých technických norem

PRŮKAZ ENERGETICKÉ NÁROČNOSTI BUDOVY

Dodatečné zateplení objektů Mateřské školy Školní 518, Klášterec nad Ohří

TECHNICKÁ ZAŘÍZENÍ BUDOV

Transkript:

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA STAVEBNÍ KATEDRA TECHNICKÝCH ZAŘÍZENÍ BUDOV Studie na téma Snížení energetické náročnosti školní budovy Vypracovala: Bc. Veronika Bartošová Vedoucí diplomové práce: doc. Ing. Michal Kabrhel, Ph.D. 2017/2018

Prohlašuji, že jsem tuto diplomovou práci vypracovala samostatně, pouze za odborného vedení vedoucího diplomové práce doc. Ing. Michala Kabrhela, Ph.D.. Dále prohlašuji, že veškeré podklady, ze kterých jsem čerpala, jsou uvedeny v seznamu použité literatury. V Praze dne 21.5.2018. Bc. Veronika Bartošová

Poděkování Na tomto místě bych ráda poděkovala vedoucímu diplomové práce doc. Ing. Michalu Kabrhelovi, Ph.D. za odborné, ochotné a trpělivé vedení v průběhu této práce. Zároveň děkuji za poskytnutí cenných rad a připomínek, kterých bylo zapotřebí pro dokončení této práce.

Anotace Tato diplomová práce se zabývá návrhem teplovodní otopné soustavy zvolené školní budovy. Pro daný objekt je vypracována projektová dokumentace navrženého systému. Součástí práce je studie, popisující vhodná opatření vedoucí k úspoře energie. Klíčová slova Vytápění, otopná soustava, zdroj tepla, úspora energie

Annotation This diploma thesis deals with the proposal of the hot water heating system in the school building. For the object, the project documentation of the proposed system is developed. Part of the thesis is a study describing appropriate measures to save energy. Key words Heating, heating system, heat source, energy saving

Obsah 1 Úvod... 2 1.1 Charakteristika objektu... 2 2 Stavební úpravy vedoucí ke snížení energetické náročnosti budovy... 3 2.1 Dodatečné zateplení obvodových stěn... 3 2.1.1 Expandovaný polystyrén... 9 2.1.2 Extrudovaný polystyrén... 9 2.1.3 Pěnový polyuretan stříkaný... 10 2.1.4 Celulózová izolace... 10 2.1.5 Minerální skelná vata... 10 2.1.6 Pěnové sklo... 11 2.1.7 Keramické kamenivo... 11 2.1.8 Ovčí vlna... 12 2.2 Výměna výplně otvorů... 12 2.2.1 Izolační dvojsklo... 12 2.2.2 Izolační trojsklo... 13 2.3 Zateplení základů... 13 3 Energie z obnovitelných zdrojů... 14 3.1 Solární kolektory... 14 3.2 Plochý zasklený kolektor... 14 3.3 Trubicový vakuový kolektor... 14 3.4 Fotovoltaické solární panely... 15 3.5 Tepelná čerpadla... 15 3.5.1 Vzduch voda... 16 3.5.2 Země voda... 17 3.5.3 Voda voda... 18 4 Závěr... 19

1 Úvod Studie popisuje jednotlivé aspekty vedoucí ke snížení energetické náročnosti školní budovy a zhodnocuje a doporučuje vhodné metody. Ve snaze snížit energetickou náročnost budovy uvažujeme 2 základní hlediska, ekonomické a ekologické. Po ekonomické stránce sledujeme znatelné snížení nákladů na provoz objektu. Počáteční investice do některého z prvků vedoucího ke snížení nákladů na provoz je poměrně vysoká, ale z dlouhodobého hlediska se vyplatí již za několik let. Studie shrnuje základní možnosti pro snížení energetické náročnosti školní budovy, počínaje těmi levnějšími variantami, jako je např. dodatečné zateplení fasády, a následně možnostmi s vyšší pořizovací cenou jako je např. vzduchotechnická jednotka s rekuperací. Druhé zmiňované hledisko na danou problematiku je ekologické. Energie z neobnovitelných zdrojů stále klesají a jejich ceny za odběr úměrně rostou. Dalším aspektem pro využití obnovitelných zdrojů energie je jejich vliv na životní prostředí. V této části studie jsou popsána jednotlivá zařízení využívající obnovitelné zdroje jako např. slunce. 1.1 Charakteristika objektu Objekt základní školy je samostatně stojící budova se třemi nadzemními podlaží, severozápadní část objektu je podsklepena. Obvodové a vnitřní stěny tvoří skladba pálených cihel. Základní škola je zastřešena sedlovou střechou s pálenou krytinou. Okna jsou starší dřevěná s dvojitým zasklením. Nosným prvkem ve stropní konstrukci jsou dřevěné trámy se záklopem, následuje štěrkový zásyp a dále skladba podlahy dle dané místnosti. V rámci nadcházející rekonstrukce bude vyhotoven podhled v 1.NP, který bude využit pro hlavní ležatý rozvod. Objekt není zateplen. Severní fasáda je zdobená historickými prvky šambrány, bosáže, rizalit atd. V 1.PP se nachází kotelna a čtyři nevyužívané prostory. Hlavní vstup na severní fasádě nás zavede do 1.NP. Zde je sedm učeben, tři WC, kabinet, úklidová místnost a sklad. Dílny s šatnou jsou zpřístupněny jak chodbou v 1.NP, tak i samostatným vchodem ze školního dvora. Na hlavní chodbu se dále napojuje jedno schodiště do 1.PP a dvě schodiště do vyšších pater. V 2.NP nalezneme sedm učeben, tři kabinety, dvě WC, ředitelnu a sborovnu. 3.NP disponuje osmi učebnami, toaletami, třemi kabinety a skladem. V jižní části západního křídla je v 3.NP přístup do podkroví. Učebny jsou určeny pro 22 osob. 2

2 Stavební úpravy vedoucí ke snížení energetické náročnosti budovy V této části jsou popsány tři základní stavební úpravy, které by vedly ke snížení nákladů na provoz objektu. Nejobsáhlejší část je věnována popisu jednotlivých zateplovacích systému. 2.1 Dodatečné zateplení obvodových stěn Dodatečné přidání tepelné izolace k obvodovým stěnám zajistí snížení součinitele prostupu tepla. Pro představu je v tabulce č. 1 uvedeno procentuální vyjádření úniku tepla jednotlivými prvky budovy. Prvek budovy Procentuální ztráta Obvodové stěny 25-40 % Střešní plášť 25 30 % Podlaha ve styku se zeminou 10 15 % Okna 5 10 % Vstupní dveře 1 2 % Tab.č.1 Procentuální vyjádření úniku tepla prvky budovy [02] Z tabulky vyplývá, že hlavními adepty pro zateplení se stávají obvodové stěny. Stávající hodnoty součinitele prostupu tepla školní budovy jsou uvedeny v tabulce č.2. Tab.č.2 Rozsah součinitele prostupu tepla daného objektu Druh a tloušťku izolace určíme tak, abychom se s hodnotou součinitelem prostupu tepla U [W/m 2 K] zateplené konstrukce přiblížili co nejvíce hodnotám uvedeným v ČSN 73 0540-2:2011 Tepelná ochrana budov Část 2: Požadavky. Přehledný soupis doporučených hodnot pro jednotlivé druhy konstrukce jsou k nahlédnutí v tabulce č.3. 3

Tab.č.3. Požadované a doporučené hodnoty součinitele prostupu tepla U [W/m 2 K] [03] Pro ukázku byl proveden v programu Teplo 2017 EDU výpočet pro stanovení součinitele tepelné vodivosti obvodově stěny tloušťky 740mm. V první variantě je stávající nezateplená stěna a v druhé variantě je tatáž stěna zateplená tepelnou izolací ISOVER N tloušťky 150mm. 4

5

Tab.č.4 Součinitel prostupu tepla obvodové stěny 740mm 6

7

Tab.č.5 Součinitel prostupu tepla obvodové stěny zateplené Z výsledků výpočtů je patrné, že izolace 150mm nám dopomůže k dosažení normou požadované hodnoty součinitele prostupu tepla pro obvodové stěny U = 0,30W/m 2 K. Z původní hodnoty U 1 =0,96W/m 2 K jsme se dostali na přijatelných U 2 =0,24W/m 2 K. Program odhalil, že izolace tloušťky 100mm není dostačující, hodnota součinitele prostupu tepla byla U=0,35W/m 2 K. 8

V následující části jsou krátce charakterizovány jednotlivé druhy tepelné izolace. Pod názvem materiálu je uveden rozsah součinitele tepelné vodivosti λ [W/mK]. Čím nižší je jeho hodnota, tím lepší jsou jeho tepelně-izolační vlastnosti. 2.1.1 Expandovaný polystyrén λ = 0,032-0,034 W/mK [01] Pěnový expandovaný polystyren se značí zkratkou EPS. Struktura je z 98% tvořena vzduchem a díky tomu má nízkou tepelnou vodivost. Po výrobě se kvůli své objemové roztažnosti musí nechat odležet několik týdnů a až poté je selektován na požadované desky, pláty a tvarovky. Otevřená struktura v podobně jednotlivých viditelných mnohostěnů podléhá vysoké nasákavosti. Z tohoto důvodu není vhodné tuto izolaci aplikovat do míst s trvale vyšší vlhkostí. Materiál se nesmí setkat s dehty, organickými rozpouštědly a zeminou. Při stlačení více jak o 2% dochází k trvalé deformaci. [01][05] Obr.č.1 Expandovaný polystyrén [04] 2.1.2 Extrudovaný polystyrén λ = 0,030-0,038 W/mK [01] Struktura tohoto polystyrénu značeného XPS je na rozdíl od předešlého homogenní a tím je méně nasákavý a pevnější. XPS se dá použít i jako kročejová a zvuková izolace. Mezi kladné vlastnosti patří pevnost, nízká tepelná vodivost a samozhášivost. Extrudovaný polystyrén nesmí být dlouhodobě vystaven UV záření. [01][06] Obr.č.2 Extrudovaný polystyrén[06] 9

2.1.3 Pěnový polyuretan stříkaný λ = 0,033-0,045 W/mK [07] Je jednou z mnoha izolací, která se aplikuje nástřikem a tím dochází k zaplnění veškerých nerovností podkladní konstrukce. Mezi hlavní kladné aspekty patří rychlost vyhotovení, absolutní přilnavost, dokonalé zatěsnění, nízká hmotnost, nízký difúzní odpor, vysoká odolnost a v neposlední řadě neprozvůčnost. Po aplikaci na danou konstrukci dochází k zvětšení jejího objemu až 100krát. Jedná se ekologický, zdravotně nezávadný izolační materiál, který je vhodný i jako hydroizolace. [07] 2.1.4 Celulózová izolace λ = 0,036 0,039 W/mK [09] Tepelná izolace se provádí z recyklovaného, rozemletého, rozvlákněného novinového papíru. Pro uchycení na stěnu se do směsi přidá lepidlo. Tato izolace se nanáší čtyřmi způsoby, sypání, foukání, stříkání a v deskách. Vlastnosti izolace jsou ovlivněny jejím zhutněním. Při správném nahutnění je sedavost 0%. Foukaná celulóza nehoří a je nenasákavá. [08] [09] Obr.č.3 Foukaná celulózová izolace [08] 2.1.5 Minerální skelná vata λ = 0,035 0,042 W/mK [01] Skelná vata se vyrábí z recyklovaného obalového skla. Vata je nehořlavá, difúzně otevřená a odolná vůči škůdcům a houbám. Při manipulaci dochází k uvolňování skelného prachu, je doporučeno použít respirátor a ochranné pomůcky. Izolace slouží jako ochrana proti hluku a je paropropustná. Výrobci nedoporučují používat skelnou vatu v prostorách s vysokou vlhkostí. [01] [11] 10

Obr.č.4 Minerální sklená vata [10] 2.1.6 Pěnové sklo λ = 0,041 0,048 W/mK [01] Pěnové sklo je zcela recyklovatelné. Vyrábí se buď z odpadního skla nebo ze speciální směsi. Tento izolant má spoustu kladných vlastností jako nehořlavost, vysoká tlaková únosnost, nenasákavost, dlouhá životnost a odolnost vůči organickým rozpouštědlům. Aplikuje se jako štěrk nebo desky. [12] Obr.5 Pěnové sklo [12] 2.1.7 Keramické kamenivo λ = 0,08-0,10 W/mK [14] Přírodní materiál vyráběný expandováním jílu je skvělým tepelně izolačním materiálem. Tento materiál je pevný, zdravotně nezávadný, trvanlivý, odolává mrazu i ohni. Používá se na zásyp stropů, střech nebo jako příměs do tepelně-izolačního betonu. [13][14] Obr.č.6 Keramické kamenivo [13] 11

2.1.8 Ovčí vlna λ = 0,038 0,041 W/mK [15] Jedná se o zcela přírodní materiál, který se využívá jako výplňová tepelná izolace. Jeho kladnými stránkami jsou dlouholetá životnost, hydroskopičnost, ekologická nezávadnost a především nepodléhá deformaci. Vlna musí projít náročnými úpravami, a to především odstranění nečistot. Tento izolant je hořlavý a podléhá biologickému napadení, šíření hub a plísní. Z ekonomického hlediska se jedná o jednu z nejdražších izolací. [15] Obr.č.7 Ovčí vlna [15] 2.2 Výměna výplně otvorů Výplně stavebních otvorů plní mnoho požadavků např. přístup do objektu, přímé větrání místností, osvětlení přirozeným světlem, únik před požárem. Nás v tomto případě zajímá především jejich těsnost a hodnota součinitele prostupu tepla. Velkým problémem jsou stará dřevěná okna, která časem přijdou o svou schopnost těsnit a dochází k vysoké míře nežádoucí infiltrace. Pro zachování historického rázu budovy doporučuji okna dřevěná. 2.2.1 Izolační dvojsklo Izolační dvojsklo se skládá ze dvou skleněných tabulí a prostorem mezi nimi vyplněným plynem Argonem. Distanční rámeček mezi skly určuje velikost dutiny. Průměrný tepelný prostup celým oknem je U g =1,0 W/m 2 K. [16][17] Obr.č.8 Izolační dvojsklo [16] 12

2.2.2 Izolační trojsklo Izolační trojsklo se od předešlého zasklení liší pouze v počtu tabulí, jak název napovídá, jsou zde tři tabule. Dutiny se vyplňují plynem Argonem a jejich velikost je závislá na distančním rámečku. U izolačního trojskla lze dosáhnout hodnoty součinitele prostupu tepla až U=0,5W/m 2 K. Trojskla mají nejvyšší odolnost rosení. Pořizovací cena je vyšší než u předešlé varianty. [17][18] Obr.č.9 Izolační trojsklo [18] 2.3 Zateplení základů Vzhledem ke stáří školní budovy se dá předpokládat, že základová konstrukce je tvořena pískovcovými bloky nebo byl použit beton litý rovnou do výkopů. Obě varianty mají velmi nerovný povrch a tudíž je velmi obtížné a možná i nemožné je dodatečně zateplit. Použitý materiál na základy není znám z původní dokumentace, proto je zapotřebí provést průzkum přímo u objektu. Dodatečné zateplení základů by bylo možné v případě, že základy byly konstruovány pomocí ztraceného bednění např. v podobě betonových tvárnic. V případě, že konstrukce je vhodná, bude vytěžena zemina v okolí základové konstrukce do hloubky 80cm, izolace bude lepena na základy a nejlépe tažena po stěně až do výšky soklu. 13

3 Energie z obnovitelných zdrojů Obnovitelné zdroje mají schopnost se úplně nebo jen částečně regenerovat. Jedná se především o energii slunečního záření, vody, větru, geotermální a energii obsaženou v biomase. Přeměna těchto energií má minimální dopad na životní prostředí. Vedle výhod má využívání ekologicky šetrných zdrojů i nevýhody. Mezi ně patří vysoké pořizovací náklady, potřeba větší plochy pro zařízení a nerovnoměrnost výroby energie. V této části studie jsou vypsány vhodné obnovitelné zdroje a zařízení pro přeměnu jejich energie pro daný objekt základní školy. [19] [20] 3.1 Solární kolektory Solární kolektory zachycují sluneční paprsky a transformují je na teplo. Povrch kolektorů musí být pro efektivnost z takového materiálu, který dokáže pohltit co nejvíce slunečních paprsků. Absorpční vrstva je propojena s potrubím, ve kterém koluje teplonosné medium. Základním kritériem pro dělení, je druh teplonosné látky a tou je buď kapalina, nebo vzduch. [21] Potenciál jejich využití je nejvyšší v období od dubna do října, což činí 75% z roční intenzity. [22] Obr.č.10 Solární kolektor [24] 3.2 Plochý zasklený kolektor Zachycuje sluneční energii a přeměňuje ji na teplo, které dále předává pomocí teplonosné látky. Hlavní výhodou jsou nízké tepelné ztráty a to především kvůli použití selektivní vrstvy a tepelné izolace. Tento kolektor se dá využívat celý rok a z toho důvodu je teplonosnou látkou nemrznoucí směs. [23] [24] 3.3 Trubicový vakuový kolektor Vakuum snižuje tepelné ztráty na minimum a tím zajišťuje vyšší účinnost. V tomto případě je nutné odebírat přebytečné teplo nebo předcházet přehřívání kolektoru zakrytím. Je vhodný pro celoroční využití. Pořizovací cena je vyšší než u předešlého adepta, ale zároveň nám tento kolektor poskytuje vyšší efektivnost přeměny. Potenciál využití těchto dvou kolektorů je nejvyšší v období od dubna do října, což činí 75% z roční intenzity. [24][25] 14

3.4 Fotovoltaické solární panely Fotovoltaická zařízení umožňují přeměnu sluneční energie na energii elektrickou. Částice světla zvané fotony při dopadu na článek svou energií tzv. vyráží elektrony. Struktura článku je z polovodiče a zajišťuje uspořádaný pohyb elektronů. Výsledkem je stejnosměrný elektrický proud. Ideální nasměrování panelů je jih nebo západ. [26][27] Obr.č.11 Fotovoltaický solární panel [27] 3.5 Tepelná čerpadla Tepelná čerpadla využívají teplo z okolního prostředí, které následně převede na vyšší teplotní hladinu a tím zajistí jeho využití pro ohřev vody a vytápění. Tepelné čerpadlo se skládá ze čtyř základních komponentů: výparník, kompresor, kondenzátor a expanzní ventil. Čerpadla potřebují určité množství energie pro přenos odejmutého tepla. Účinnost jednotlivých tepelných čerpadel nám určuje tzv. topný faktor. Jejich efektivnost je ovlivňována okolním prostředím. [28] [29] Obr.č.12 Princip tepelného čerpadla[28] Cyklus tepelného čerpadla se dělí na čtyři fáze 15

Vypařování Chladivo ve výparníku odebírá teplo z okolního prostředí a tím se chladivo zahřívá a následně odpařuje. Komprese Plynné chladivo se v kompresoru prudce stlačí a tím se zvýší jeho teplota na cca 80 C. Kondenzace Ohřáté plynné chladivo putuje do výměníku, kde předá teplo otopné vodě. Tím dojde ke snížení teploty chladiva a k jeho kondenzaci. Expanze Chladivo projede expanzním ventilem. [28] V případě použití tepelných čerpadel v objektu základní školy je vhodné pro zachování efektivnosti přejít na nízkoteplotní otopnou soustavu s podlahovým nebo stěnovým vytápěním. Doporučuji bivalentní zapojení s doprovodným plynovým kondenzačním kotlem. [30] 3.5.1 Vzduch voda Obr.č.13 Tepelné čerpadlo vzduch-voda - použití [31] Jako zdroj tepla můžeme využívat jak odpadní vzduch, tak vzduch venkovní. Pro pokrytí větších tepelných ztrát je možné zapojit čerpadla do kaskády. Provádí se tři základní varianty a to kompaktní venkovní jednotka, kompaktní vnitřní jednotka a samostatná jednotka venkovní a vnitřní. Princip tepelného čerpadla vzduch voda je znázorněn na obrázku 13. [29][31] 16

Obr.č.14 Princip tepelného čerpadla vzduch-voda [31] Největší výhodou těchto čerpadel je jejich jednoduchost instalace a nižší pořizovací náklady. Nevýhodou je v porovnání s ostatními nejnižší topný faktor.[31] 3.5.2 Země voda Obr.č.15 Tepelné čerpadlo země-voda - použití Teplo je odebíráno z půdy nebo skalního podloží za pomoci proudící kapaliny v potrubí. Následně je kapalina čerpadlem přepravena do výměníku u výparníku, kde předá získané teplo funkčnímu médiu v okruhu tepelného čerpadla a zchlazená se vrací zpět do podzemní části. Médium pokračuje dále dle klasického principu tepelného čerpadla. [29][32] 17

Obr.č.16 Princip tepelného čerpadla země-voda [32] Mezi ostatními čerpadly dosahuje tepelné čerpadlo země-voda vyšších průměrných hodnot topného faktoru. Jeho nízké provozní náklady zajišťují krátkou dobu návratnosti investice. Velkou nevýhodou jsou vysoké pořizovací náklady, potřeba odpovídající plochy a pracnost se zabudováním podzemní části. [32] 3.5.3 Voda voda Obr.č.17 Tepelné čerpadlo voda-voda - použití 18

Voda proudící v potrubí odebírá teplo přilehlé podzemní vody ve studni. Čerpadlo následně žene ohřátou vodu do výměníku u výparníku, kde předá získané teplo oběžné vodě v okruhu tepelného čerpadla. Tím dojde k jejímu ochlazení a putování zpět do podzemí. Oběhová voda pokračuje dle principu uvedeného v popisu principu tepelného čerpadla. [29][33] Obr.č.18 Princip tepelného čerpadla voda-voda [33] Největší výhodou tohoto principu je jeho nezávislost. Potřeba přidané elektrické energie na provoz je nejnižší. Je zcela schopný pokrýt tepelné ztráty objektu bez nutnosti použití doprovázejícího zdroje tepla. Jeho topný faktor je ve srovnání s ostatními druhy čerpadel nejvyšší. Mezi nevýhody se řadí pracnost s vybudováním studny, pořizovací náklady a potřeba odpovídající plochy pro studnu.[33] 4 Závěr Pro snížení energetické náročnosti dané školní budovy by bylo vhodné několik variant a jejich případná kombinace. Největší tepelné ztráty nám v tomto případě vznikají snahou přirozeným větráním dodržet požadavky na hygienickou výměnu vzduchu. Největší úspory tedy dosáhneme zabudováním vzduchotechnické jednotky s rekuperací. Tímto snížíme požadavek na výkony jednotlivých těles. Následně vznikne problém s předimenzováním těles, který se dá řešit snížením teploty otopné vody např. na 40/30 C. 19

Jako vhodné stavební úpravy shledávám výměnu oken a zateplení fasády. Dodatečně zateplit je možno jižní, východní a západní fasádu. Severní fasáda obsahuje historické zdobné prvky, které je nutné zachovat. V případě, že se investor rozhodne snížit náklady pro provoz objektu, doporučuji vypracovat studii proveditelnosti jednotlivých variant. Při výběru je vhodné porovnat náklady na pořízení a aplikaci, návratnost, rozlehlost stavebních úprav, časový plán na realizaci a vliv na životní prostředí. Seznam obrázku Obr.č.1 Expandovaný polystyrén Obr.č.2 Extrudovaný polystyrén Obr.č.3 Foukaná celulózová izolace Obr.č.4 Minerální sklená vata Obr.č.5 Pěnové sklo Obr.č.6 Keramické kamenivo Obr.č.7 Ovčí vlna Obr.č.8 Izolační dvojsklo Obr.č.9 Izolační trojsklo Obr.č.10 Solární kolektor Obr.č.11 Fotovoltaický solární panel Obr.č.12 Princip tepelného čerpadla Obr.č.13 Tepelné čerpadlo vzduch-voda použití Obr.č.14 Princip tepelného čerpadla vzduch-voda Obr.č.15 Tepelné čerpadlo země-voda použití Obr.č.16 Princip tepelného čerpadla země-voda Obr.č.17 Tepelné čerpadlo voda-voda použití Obr.č.18 Princip tepelného čerpadla voda-voda Seznam tabulek Tab.č.1 Procentuální vyjádření úniku tepla prvky budovy Tab.č.2 Rozsah součinitele prostupu tepla daného objektu Tab.č.3 Požadované a doporučené hodnoty součinitele prostupu tepla U [W/m 2 K] Tab.č.4 Součinitel prostupu tepla obvodové stěny 740mm Tab.č.5 Součinitel prostupu tepla obvodové stěny zateplené Citace [1] SVOBOD, Luboš a a kolektiv. Stavební hmoty. 2. Bratislava: Jaga group, 2007 20

ISBN 978-80-8076-057-1. [2] Úspory energie a alternativy k běžným palivům [online]. 2014 Arnika, [cit. 2017-8-11] Dostupné z: http://arnika.org/uspory-energie-a-alternativy-k-beznym-palivum [3] Normové hodnoty součinitele prostupu tepla [online]. Zdroj: Tzb-info [cit. 2018-05-18] Dostupné z: https://stavba.tzb-info.cz/tabulky-a-vypocty/136-normove-hodnoty- soucinitele-prostupu-tepla-un-20-jednotlivych-konstrukci-dle-csn-73-0540-2-2011- tepelna-ochrana-budov-cast-2-pozadavky [4] Pěnový expandovaný polystyrén [online]. Zdroj: Izolace-info [cit. 2018-04-20] Dostupné z: https://www.izolace-info.cz/technicke-informace/zateplovaniobecne-informace/?nid=20692-penovy-polystyren-nejpouzivanejsi-tepelnaizolace.html#.wvswbyifnpy [5] Pěnový expandovaný polystyrén [online]. Zdroj: Izolace-info [cit. 2018-04-20] Dostupné z: https://stavba.tzb-info.cz/tepelne-izolace/8482-vlastnostiexpandovaneho-penoveho-polystyrenu-eps [6] Pěnový extrudovaný polystyrén [online]. Zdroj: Izolace-info [cit. 2018-04-20] Dostupné z: https://www.izolace-info.cz/technicke-informace/zateplovaniobecne-informace/?nid=20692-penovy-polystyren-nejpouzivanejsi-tepelnaizolace.html#.wvxluexukhd [7] PUR izolace [online]. Zdroj: Pur [cit. 2018-04-20] Dostupné z: https://www.pur.cz/produkt/tepelne-a-zvukove-izolacni-system-purizolace-soft/ [8] Foukaná celulózová izolace [online]. Zdroj: Izolace-info [cit. 2018-04-20] Dostupné z: https://www.izolace-info.cz/katalog/foukana-a-sypkaizolace/materialy-na-bazi-papiru-a-celulozy/enroll/740728-foukana-celulozovaizolace-tempelan-p.html [9] Foukaná ekologická tepelná a akustická celulózová izolace [online]. Zdroj: Izolaceinfo [cit. 2018-04-20] Dostupné z: http://www.enroll.cz/cs/ceskaizolace_foukana-ekologicka-tepelna-a-akusticka-celulozova-izolace/ [10] Skelná vata [online]. Zdroj: Izolace-info [cit. 2018-04-20] Dostupné z: https://www.izolace-info.cz/katalog/vlaknite-izolace/skelnavata/rotaflex/1365107-viceucelova-izolacni-deska-rotaflex-uni-p.html [11] Sklená vata [online]. Zdroj: Topinfo s.r.o. [cit. 2018-04-20] Dostupné z: text https://stavba.tzb-info.cz/tepelne-izolace/298-mineralni-izolace [12] Pěnové sklo [online]. Zdroj: Izolace-info [cit. 2018-04-20] Dostupné z: https://www.izolace-info.cz/katalog/penove-sklo/foamglas/735083- izolacni-deska-z-penoveho-skla-foamglas-f-p.html [13] Keramické kamenivo [online]. Zdroj: Izolace-info [cit. 2018-04-20] 21

Dostupné z: https://www.izolace-info.cz/katalog/foukana-a-sypkaizolace/mineralni-granulaty/lias/741458-tepelne-izolacni-keramicke-kamenivoliapor-p.html [14] Kamenivo pro stavební účely [online]. Zdroj: Liapor [cit. 2018-04-20] Dostupné z: http://www.liapor.cz/produkty/kamenivo/pro-stavebni-ucely/ [15] Izolace z ovčí vlny [online]. Zdroj: Izolace-info [cit. 2018-04-20] Dostupné z: https://www.izolace-info.cz/katalog/izolace-z-prirodnich- materialu/izolace-z-ovci-vlny/naturwool/1346962-izolace-z-ovcni-vlny-a500- naturwool-p.html [16] Izolační dvojsklo [online]. Zdroj: Izolace-info [cit. 2018-04-20] Dostupné z: http://www.oknotherm.cz/izolacni-skla/ [17] Zasklení a jeho vlastnosti [online]. Zdroj: Izolace-info [cit. 2018-04-20] Dostupné z: https://www.okna.eu/vlastnosti-zaskleni [18] Izolační trojsklo [online]. Zdroj: Izolace-info [cit. 2018-04-20] Dostupné z: http://www.oknamontplast.cz/izolacni-trojsklo [19] BELICA, P. 2006, Průvodce energetickými úsporami a obnovitelnými zdroji energie, Regionální energetické centrum ve spolupráci s TG Tisk, Valašské Meziříčí. ISBN 80-903680-1-8. [20] QUASCHNING, V. 2010, Obnovitelné zdroje energií, Grada, Praha. ISBN 978-80- 247-3250-3. [21] Solární kolektor [online]. Zdroj: Viessmann [cit. 2018-04-20] Dostupné z: https://www.viessmann.cz/cs/rady-a-tipy/solarni-kolektorprincip.html [22] Informace o potencionálu OZE v ČR [Online]. Zdroj: Asociace pro využití obnovitelných zdrojů energie [cit. 2017-02-25]. Dostupné z: http://www.3zemi.cz/docs/energiepotencial2050.pdf [23] Solární vytápění [Online]. Zdroj: Topinfo s.r.o. [cit. 2018-04-20]. Dostupné z: http://oze.tzb-info.cz/solarni-kolektory/142-solarni-vytapeni [24] Typy solárních kolektorů [Online]. Zdroj: Topinfo s.r.o. [cit. 2017-02-19]. Dostupné z: http://oze.tzb-info.cz/solarni-kolektory/154-typy-solarnich-kolektoru [25] Informace o potencionálu OZE v ČR [Online]. Zdroj: Asociace pro využití obnovitelných zdrojů energie [cit. 2018-04-20]. Dostupné z: http://www.3zemi.cz/docs/energiepotencial2050.pdf [26] LIBRA, M. a POULEK, V. 2009, Fotovoltaika: teorie i praxe využití solární energie, Ilsa, Praha. ISBN 978-80-904311-0-2. [27] Fotovoltaické solární panely [Online]. Zdroj: Solární panely. [cit. 2018-04-20]. Dostupné z: http://solarni-panely.cz/katalog-produktu/fotovoltaickepanely/fotovoltaicky-solarni-panel-bosch-m60-270wp [28] Tepelná čerpadla [Online]. Zdroj: Topenáři EKOMPLEX. [cit. 2017-04-20]. Dostupné z: http://www.topeni-topenari.eu/topeni/topidla-alternativni/tepelnacerpadla.php 22

[29] PETRÁK, J.; PETRÁK, M. 2004, Tepelná čerpadla. České vysoké učení technické v Praze, Praha, ISBN 80-01-03126-8 [30] PETRÁŠ, D. a kol. 2008, Nízkoteplotní vytápění a obnovitelné zdroje energie, Jaga, Bratislava. ISBN 978-80-8076-069-4 [31] Tepelné čerpadlo vzduch-voda [Online]. Zdroj: Topenáři EKOMPLEX. [cit. 2017-04- 20].Dostupné z: http://www.topeni-topenari.eu/topeni/topidlaalternativni/tepelna-cerpadla/vzduch-voda.php [32] Tepelné čerpadlo země-voda [Online]. Zdroj: Topenáři EKOMPLEX. [cit. 2017-04- 20].Dostupné z: http://www.topeni-topenari.eu/topeni/topidlaalternativni/tepelna-cerpadla/zeme-voda.php [33] Tepelné čerpadlo voda-voda [Online]. Zdroj: Topenáři EKOMPLEX. [cit. 2017-04- 20]. Dostupné z: http://www.topeni-topenari.eu/topeni/topidlaalternativni/tepelna-cerpadla/voda-voda.php 23